产线的特有测试环境因素的原因，加之电脑使用频繁，长期使用摄像头有时会造成摄像头卡死，无法测试的情况。

第二章系统方案设计

2.1常用设计方案

工厂中用来检测LED亮度，目前有三种方案，第一种是使用摄像头拍照，对拍得的照片进行处理得到亮度信息。第二种方案是购买光谱仪，使用光谱仪对亮度值进行分析。第三种方案是使用自行设计的光照度仪对LED进行检测。

2.1.1CAMERA方案

这个方案采用的是基于OPENCV的图像处理方案，通过摄像头对需要检测的LED拍照然后将得到照片进行图像处理，然后将处理得到的数据建立RGB模型，随后使用算法将RGB模型转换成为HSI模型（HSI是色调、饱和度和亮度的缩写），从而得到亮度信息。采用这种方案的最大的一个缺点就是亮度值不精确，在转换成HSI模型后，其色调、饱和度、亮度的三个信息都是只是在占量化数值的比例。比如亮度规定了0～255的量化范围，摄像头这个方案给出的结果就只能在0～255之间，它不能得出具体的光强度信息，使用这个方案测出的值是没有单位的。

2.1.2光谱分析仪方案

这个方案使用光纤光谱仪对LED灯的灯光信息进行检测。该方案使用导光纤将LED的灯光导入到光谱仪中由光谱仪进行分析并将分析后的结构反馈给上位机程序。光纤光谱仪有以下几个重要部分组成。如图2-1：入射狭缝，光学反射系统，光栅，CCD探测器。光线通过入射狭缝后经过光栅发散后由直准镜聚光镜等光学系统后照到探测器上由探测器对光线中各组成成分进行分析。

图2-1：光纤光谱仪的组成结构

光谱仪为什么能够非常精确的检测到光的信息，正是凭借其工作特点当然也与其组成部件的精密组合与校准。正因为这些部件的精确组合以及光谱仪的工作原理才成就了光谱仪的精确性及其高昂的价格。此方案的优点：测量精确，可以非常精确的检测出LED灯光的各种特性。缺点：光线光谱仪价格昂贵，便宜的几千块贵的几十万。

2.1.3传感器方案

本方案也是本毕业设计所使用的方案，本方案使用了一块内置16位A/D的光传感器模块BH1750FVI作为LED灯光数据采集模块，通过IIC总线将传感器与STC89C52连接，BH1750FVI内置了一个高灵敏度的光敏二极管与16位的A/D可以将采集到的数据转换为数字量后通过IIC总线发送给单片机，由单片机对数据进行校准后通过串口与上位机程序通讯。

2.2设计方案比较

三个方案比较来说，论性能毫无疑问使用光谱仪能够更加精确检测LED灯光的信息，论成本来说camera方案价格最便宜。但是光谱仪的价格非常昂贵，而且光谱仪的体积都比较大，在实际的生产中光谱仪是很少使用到的。Camera方案尽管其价格非常便宜，体积也很小，但是其测量的精确度无法达到要求。对比看来使用传感器来自行设计光照度仪的方案，其成本较低相比于摄像头稍贵一点但是比起光谱仪其价格优势就非常明显。其检测精确度比起camera方案要精确很多，虽然比不上光谱仪的精确，但是在实际的生产过程中也是够用了。最后对比了以上几种方案，本毕设选择使用方案三来完成。

第三章系统硬件电路设计

3.1系统总体设计

3.1.1系统总体设计框图

本设计的任务是工业中LED亮度精确检测系统的设计，系统以宏晶公司的C52单片机为核心，以BH1750FVI传感器作为数据采集输入，采集LED的亮度，数据通过IIC总线传输到单片机并暂时保存在单片机内部EEPROM内，由单片机编程实现的亮度数值的线性标定算法将测量值做出调整后通过串口发送至上位机。实现LED亮度的精确检测。此系统主要包块一下几大部分：STC89C52单片机最小系统、LCD1602显示电路、系统复位电路、晶振电路等。